解答つきデータ収録とサンプリングワークシート

センサ信号に最大 4 kHz の周波数が含まれています。エイリアシングなしに捉えられる最小サンプリング周波数 f_s,min を求めなさい。

UART 通信が 57600 baud で動いています。1 ビットの長さ T_b を µs で求めなさい。

センサが 圧力 を 200 kPa の範囲で測定し、その出力が ADC の入力範囲全体を満たします。読み取りは 0.2 kPa を分解できなければなりません。ADC に必要な最小のビット数 N を求めなさい。

レコーダが 4 チャネルを各 10 kHz、14 ビット ADC でサンプリングします。各サンプルは整数バイトで保存されます。60 分間の記録に必要なメモリ M を MB（1 MB = 10⁶ バイト）で求めなさい。

8 チャネルのマルチプレクサが 1 つの ADC に接続されています。1 回の変換に 8 µs かかり、チャネルを切り替えるたびに入力の整定に 2.5 µs かかります。チャネルは休みなく順に走査されます。各チャネルのサンプリング周波数 f_s を kHz で求めなさい。

16 ビット ADC がすべてのサンプルを UART で 230400 baud、8N1 形式（スタートビット、データ 8 ビット、ストップビット 1 個）で送ります。各サンプルは 2 バイトの整数バイトで送られ、通信路は常にふさがっています。エイリアシングなしにサンプリングできる最高の信号周波数 f_max を Hz で求めなさい。